[实用新型]节流冷冻式二氧化碳清除器

说明书

本实用新型涉及制冷及低温技术领域中的二氧化碳清除器，特别是涉及一种节流冷冻式二氧化碳清除器。

在气体制冷和液化的流程中，常常需要脱除原料气中的二氧化碳，否则二氧化碳会冻结在热交换器或低温管道上，造成堵塞，使装置无法运行。通常采用的脱除二氧化碳的技术及设备有三种，一种是用分子筛(或硅胶等)吸附脱除二氧化碳；一种是用化学吸附方法，即采用二乙醇胺等弱碱性溶剂来吸收原料气中的二氧化碳；还有一种是利用换热器或蓄冷器冻结的方法，即让原料气在通过换热器或蓄冷器时，温度逐渐降低，使原料气中的二氧化碳冻结在换热器或蓄冷器及其管道中，并定期切换吹除。上述诸清除原料气中二氧化碳的设备所需的制冷、液化装置都很庞大，其操作也比较复杂。例如，日处理量为32万立方米天然气的液化装置，即使二氧化碳的含量并不高，如为1％，采用分子筛吸附时也需要建造两座直径为4米，高度为15米的大型充填分子筛的压力容器，还要有分子筛加热再生、冷却等配套设备，并每8小时要切换一次，不仅投资大设备多，操作也比较复杂、麻烦；，采用换热器或蓄冷器冷冻的方式来清除原料气中的二氧化碳，需要把冷箱中的换热器或蓄冷器安排两组定期切换，这样使得设备也很庞大，增加了投资，而且只适用于处理二氧化碳含量很低的原料气，含量大时，易发生堵塞，而不得不频繁切换，费工、费时，容易损坏设备。

本实用新型的目的在于提供一种节流冷冻式二氧化碳清除器，利用原料气节流时温度突然下降，造成二氧化碳干冰析出的原理来清除原料气中的二氧化碳，该清除器解决了原方法设备庞大、极易堵塞等缺陷，具有结构简单、操作方便，而且投资小，可回收有价值的二氧化碳干冰等优点。

本实用新型的实施方案如下：

本实用新型提供的节流冷冻式二氧化碳清除器，包括冷箱，其特征在于：冷箱内放置节流阀和容器，节流阀的出口直接密封连接在容器的进口上，节流阀上部的上法兰和冷箱外壳密封连接，容器的进口与出口之间设置有将其隔开的过滤器；容器出口上装有排气阀，过滤器由支撑骨架和围绕其上的金属网构成，也可为用多孔陶瓷材料制成的整体式过滤器，其容器和节流阀可为圆形，底部设有带保温材料的保温盖；原料气通过节流阀，温度、压力下降，直接进入容器，在通过过滤器时，原料气中的二氧化碳干冰被析出冻结在过滤器上，为了防止节流阀出口有干冰滞结，还可以在节流阀出口处设置电加热器，用以加热节流阀的出口；另外，考虑到热涨冷缩，节流阀的上法兰与冷箱外壳留有间隙，或在容器上加装膨胀节。

本实用新型由于只在冷箱中设置节流阀和容器，因此结构非常简单，操作也很容易，容器中不需要分子筛等吸附材料、不需要化学溶剂，也不需要庞大的换热器或蓄冷器，而且本节流冷冻式二氧化碳清除器中的容器尺寸只与所需要处理的原料气的数量有关，因此也小得多。以前面提到的每天处理32万立方米的天然气液化装置为例，只需要两台直径1米，长3米的节流冷冻式二氧化碳清除器切换使用。切换时，只需要打开已冻结了二氧化碳干冰的保温盖，清除干冰后，再将保温盖盖好即可，避免了分子筛吸附装置的加热再生、冷却等操作，也无需考虑分子筛失效更换的问题，也解决了用换热器或蓄冷气器处理原料气中二氧化碳设备的庞大，复杂及易堵塞等缺陷，而且取出的干冰还可以产生额外的经济效益。

下面结合附图及实施例进一步描述本实用新型：

附图1为本实用新型的结构示意图，其中：

节流阀  1    容器      2  上密封垫  3

过滤器  4    保温盖    5  下密封垫  6

排气阀  7    电加热器  8  保温盖    9

冷箱    10   上法兰    11 密封圈    12

图1为本实用新型结构示意图，同时也是一种结构较好的实施例结构示意示意图，由图可知，本实用新型提供的节流冷冻式二氧化碳清除器的冷箱10内安装节流阀1和容器2，为了便于安装，图1中的节流阀1的进口设在阀的侧面，出口在节流阀的底部，并直接与圆筒形容器2顶部的进口密封连接并相通，节流阀1底部法兰与容器2顶部连接，并有上密封垫3密封，容器2内设有筒形过滤器4，其底部设有带保温材料的保温盖5，保温盖5用下法兰与冷箱10相连接，并用下密封垫6密封。原料气从节流阀1的进口流入，节流后进入容器2中的圆筒形过滤器4，在其过程中析出的二氧化碳干冰滞留在过滤器4中，过滤后的原料气从容器2的出口排出，经排气阀7进入管道；为了防止二氧化碳干冰滞结在节流阀1的出口处造成堵塞，可在节流阀1的底部出口处安装电加热器8，必要时，用以加热节流阀1的出口；节流阀1和容器2与冷箱10之间有保温材料构成的保温层9；另外，考虑到热涨冷缩问题，节流阀1的上法兰11可做成台阶形，与冷箱10的外壳之间留有间隙，并借助侧封的密封圈12进行密封。为了便于清除二氧化碳，本实用新型在安装时，最好倾斜或垂直安装，节流阀1在上面。使用时，一般安装两台，并联、切换使用。在切换时，只需打开备用的清除器的排气阀和节流阀，打开它的保温盖清除干冰，再把保温盖盖好，备用即可。使用本实用新型需要注意的是：应根据原料气的压力和二氧化碳的含量，计算出清除器恰当的工作温度，以避免在节流前就出现干冰。例如对于压力为4MPa，二氧化碳含量为1.1％的天然气，其节流冷冻式二氧化碳清除器的节流前温度应不低于-98℃。